Основная функция кровеносной системы – поддержание быстрого объемного потока веществ между частями тела на расстояниях, слишком больших для транспорта по механизму диффузии. Любая кровеносная система состоит из 3 основных компонентов: Циркулирующей жидкости (крови); Сократимого органа, функционирующего как насос и перекачивающего жидкость по всему телу по всему телу; эту роль играют либо специализированные сосуды, либо сердце; Трубок или сосудов, по которым движется кровь.
У животных известны кровеносные системы двух типов: незамкнутая и замкнутая. Незамкнутая кровеносная система характерна для большинства членистоногих, у некоторых головоногих моллюсков. Сердце выталкивает кровь в аорту, которая разветвляется на несколько артерий. Они открываются в полости между внутренними органами, которые в совокупности называются гемоцелем.
Таким образом, кровь не остается в сосудах постоянно, откуда и возникает само название кровеносной системы – незамкнутая. Кровь медленно движется по гемоцелю, под низким давлением, омывая окружающие ткани, и постепенно собирается назад в сердце непосредственно через отверстия в нем или открытые на концах вены. Распределение крови по разным частям тела регулируются слабо.
У иглокожих, большей части головоногих моллюсков, кольчатых червей, позвоночных. Кровеносная система этого типа характеризуется следующими признаками: Кровь остается внутри сердца и сосудов не вступает в непосредственный контакт с тканями тела. Кровь течет быстро и поступает ко всем частям тела и назад в сердце под сравнительно высоким давлением. Распределение крови по разным органам регулируется в зависимости от их потребностей. Поступление веществ в систему и их выход из нее осуществляется только через стенки сосудов.
Артерии – это сосуды, по которым кровь течет от сердца. Артерии разветвляются на более мелкие артериолы, а те с вою очередь разветвляются, образуя густую сеть капилляров, которые пронизывают почти все ткани организма. Именно здесь происходит обмен веществами между кровью и другими тканями. Соединяясь внутри органа или ткани, капилляры образуют венулы, с которых начинается путь крови к сердцу; сливаясь друг с другом, венулы формируют все более крупные вены. В конечном итоге всю кровь возвращается в сердце.
В среднем у взрослого человека содержится около 5 литров крови. Кровь образована клетками разных типов (форменными элементами), которые взвешенны в плазме. Плазма – представляет собой жидкость светло-жёлтого цвета, 90% которой составляет вода, а остальное приходится на различные растворенные в ней вещества.
Компоненты Функции Вода Разносит по телу растворенные в ней вещества, способствует поддержанию кровяного давления и объема крови Белки плазмы 7 – 9% Связывают и транспортируют кальций. Синтезируются в печени и обуславливают осмотический потенциал крови Сывороточные глобулины альфа, бетта, гамма Синтезируются в печени, связываются и транспортируют гормон тироксин, липиды. Железо и холестерол и жирорастворимые витамины А, D, К, Е. Являются антителами. Синтезируются лимфоцитами, участвуют в иммунном обмене. Протромбин Участвует в свертывании крови Фибриноген Синтезируются в печени, участвует в свертывании крови Ферменты Участвуют в метаболических процессах Минеральные ионы ( Na,K,Mg,Cl ) и др. В совокупности участвуют в регуляции осмотического потенциала и рН крови
Эритроциты. Это клетки, лишенные в зрелом состоянии ядра (и митохондрий) и имеющие форму двояковогнутых дисков. Средний диаметр эритроцита составляет 7 – 8 мкм. Особенности их формы обеспечивают большее, чем у сферы отношение поверхности к объему, то в свою очередь увеличивает доступную для газообмена поверхность. Благодаря эластичности мембраны эритроциты могут складываться наподобие зонтика, что позволяет им протискиваться через капилляры, просвет которых меньше диаметра эритроцита. Эритроциты образуются в красном костном мозге тазовых костей, черепа, рёбер и позвоночника, а у детей — ещё и в костном мозге в окончаниях длинных костей рук и ног.
Гемоглобин Гемоглобин ( Нв )- белок, состоящий из простетической группы ( гема ) и простого белка (глобина). Железо в составе гемоглобина является двухвалентным.
Оксигемоглобин (НвО2) - соединение гемоглобина с молекулярным кислородом. Основная функция гемоглобина – перенос кислорода от лёгких к тканям. Оксигемоглобин доставляется с током артериальной крови к тканям, где происходит его диссоциация. Способствуют распаду оксигемоглобина в тканях низкое парциальное давление кислорода, повышенная по сравнению с лёгкими температура, а также более низкое значение рН среды.
Карбгемоглобин имеет темную краску, обуславливая цвет венозной крови. Выполняет транспортную функцию, осуществляя перенос части СО2, образовавшегося в тканях, к легким. Миолгобин - мышечный гемоглобин (пигмент красных мышц) –является типичным гемопротеином, содержащимся преимущественно в тех мышцах, которые выполняют большой объём работы (сердечной, жевательных), мышцах диких животных, а также ныряющих млекопитающих (моржей, тюленей). Миоглобин выполняет 2 основные функции: - депонирует кислород в мышцах, являясь его резервным источником; - облегчает транспорт кислорода в мышечные клетки.
Продолжительность жизни эритроцитов составляет около 3 месяцев (120 дней) (это объясняется тем, что в клетках эритроцитов нет ядра и, следовательно, процессы репарации в клетке не регулируются). Разрушаются эритроциты в селезенке или печени. Белковая часть при этом расщепляется до АК, а железо из гема высвобождается, запасаясь в печени в виде ферритина. Затем это железо может использоваться повторно при образовании новых эритроцитов или для синтеза цитохромов. Остальная часть молекулы гема распадается с образованием двух желчных кислок – красного билирубина и зеленого билливердина, которые выводятся в кишечник в составе желчи.
Скорость разрушения эритроцитов и их замещения зависти от содержания кислорода в атмосфере. Если его количество невелико, то в костном мозге образуется больше эритроцитов, чем гибнет в печени. Это один из путей адаптации организма к недостатку кислорода на больших высотах.
У жителей гор содержание эритроцитов в крови гораздо выше, чем у жителей равнин. Чем это объяснить?
Сравните форму. Что скажем о ядре?
Лейкоциты, в отличие от эритроцитов, это ядросодержащие клетки, структурная организация которых идентична другим клеткам нашего организма. Лейкоцитарная клетка ограничена цитоплазматической мембраной, в цитоплазме содержатся митохондрии, лизосомы с набором гидролитических ферментов и биологически активных соединений, имеется аппарат Гольджи, система эндоплазматического ретикулума, белоксинтезирующая система, представленная рибосомами и полирибосомами, и другие органоиды. Размеры лейкоцитов варьируют от 4 до 20 мкм. Продолжительность жизни также весьма вариабельна и составляет от 4–5 дней до 20 дней
Как известно, лейкоциты позвоночных животных и человека образуются в специальных кроветворных органах: в период эмбрионального развития такими органами являются желточный мешок, печень, селезенка и костный мозг. Во взрослом организме лейкоциты образуются в костном мозге, а лимфоциты, кроме того, в селезенке, вилочковой железе и лимфатических узлах.
Все виды лейкоцитов в большей или меньшей степени обладают способностью к амебовидному движению, что обеспечивает миграцию лейкоцитов в ткани через сосудистую стенку. Этот процесс называется диапедезом. Он определяет защитную функцию лейкоцитов. Лейкоциты обладают положительным хемотаксисом по отношению к бактериальным токсинам, продуктам распада бактерий и дегенерирующим клеткам организма.
3. Одним из важных свойств лейкоцитов является способность к фагоцитозу и пиноциозу. 4. Лейкоциты обеспечивают механизмы резистентности за счет лизосомальных ферментов, в частности протеаз, пептидаз, дезоксирибонуклеазы, липаз, поступающих в окружающие ткани при жировой дегенерации лейкоцитов. 5. Лейкоциты участвуют в развитии синдрома системного воспалительного ответа, лихорадки. 6. Лейкоциты обеспечивают иммунитет.
Нейтрофилы – активно фагоцитируют, то есть поглощают и переваривают болезнетворные бактерии. Эозинофилы – принимают участие в борьбе с паразитарными инфекциями и обладают антигистаминными свойствами. Базофилы – синтезируют гепарин, белок, препятствующий свертыванию крови гистамин, инициирующий в частности воспалительную реакцию в повреждённых тканях и способствует их заживлению.
Моноциты и макрофаги – фагоцитируют бактерии, способствуют формированию иммунного ответаьируется. Лимфоциты – образуются в тимусе (вилочковой железе). Способность к амебоидному движению у них ограничена. Различают два основных типа: Т и В – лимфоциты. Они индуцируют иммунные реакции или участвуют в них. Продолжительность жизни сильно варьируется от нескольких дней до десяти с лишним лет.
Тромбоциты млекопитающих представляют собой фрагменты клеток, которые имеют неправильную форму, окруженные мембраной и лишенные ядра (но у некоторых позвоночных, это мелкие клетки с ядром). Образуются из особых клеток костного мозга, а разрушаются в печени или селезенке. Продолжительность жизни тромбоцитов у человека составляет 5 – 9 суток. Тромбоциты необходимы для запуска процесса свертывания крови.
Общее плане стенки и артерий и вен состоят из трех слоев: 1. Внутренняя оболочка (эндотелий), которая образована плоским эпителием. 2. Средняя оболочка, состоящая из гладкомышечных клеток и эластических волокон, что позволяет им упруго растягиваться (т.е. расширяться, увеличивая диаметр), но при этом они не разрываются под напором крови. 3. Наружная оболочка – состоит из неэластических коллагеновых волокон.
Артерии делятся на два типа: А ртерии мышечного типа — мелкие (артериолы) и средние артерии, характерной особенностью которых является преобладание гладкомышечных волокон. А ртерии эластического типа — самые крупные артерии: аорта и ее крупные ветви, их называют эластическими т. к. в их стенках преобладают эластические элементы. Наличие большого количества эластических элементов (волокон, мембран) позволяет этим сосудам растягиваться при систоле сердца и возвращаться в исходное положение во время диастолы.
Из артериол кровь поступает в капилляры – это самые мелкие кровеносные сосуды тела. Они образуют обширную сеть, которая пронизывает все тело. Именно в капиллярах происходит обмен веществами между кровью и клетками тела, благодаря тому, что стенка капилляра проницаема для воды и растворенных в ней веществах. Кровь через капилляры течет очень медленно (скорость ниже 1 мм/с), что позволяет производить эффективный обмен веществами через стенки.
Из капиллярного русла кровь собирается в венулы, стенки которых богаты коллагеновыми волокнами. В результате вены не эластичные. Венулы собираются в вены, по которым кровь в итоге возвращается в сердце.
Стенки вен обычно тоньше, чем стенки артерий, и имеют ряд особенностей: слабо развит средний гладкомышечный слой; мало эластических волокон; наружная оболочка построена из волокнистой соединительной ткани, в которой преобладают коллагеновые волокна; есть клапаны. Внутренняя оболочка вен образует в них клапаны в виде полулунных кармашков (образованы складками внутренней оболочки). Клапаны отсутствуют в венах мозга и его оболочек, в венах костей и большей части вен внутренних органов. Клапаны развиты в венах конечностей и шеи. Функция клапанов: препятствие обратному току крови.
Артерии Вены Капилляры Несут кровь от сердца Несут кровь к сердцу Соединяют артерии с венами. Служат местом обмена веществами между кровью и другими тканями Средняя оболочка толстая, состоит из эластических волокон и гладкомышечных клеток Средняя оболочка сравнительно тонкая, гладкомышечных клеток и эластических волокон в них мало Единственная ткань – плоский эндотелий. Средней оболочки и эластических волокон нет Клапанов внутри нет (кроме места выхода из сердца) В крупных венах через определенные интервалы находятся клапаны, которые препятствуют обратному току крови Клапанов нет Давление крови высокое, пульсирующее Давление крови низкое, не пульсирующее Давление крови понижающееся, не пульсирующее Кровь течет быстро Кровь течет медленно Течение крови замедляется Объем крови мал Объем крови больше чем в капиллярах и артериях Объем крови велик Кровь оксигенированная (исключение легочные артерии) Кровь дезоксигенированная (исключение легочные вены) Кровь постепенно дезоксигенируется (в легких - наоборот)
У взрослого человека сердце – это полый мышечный орган, массой 250 – 300 гр., находится в грудной полости за грудиной немного влево от нее. Сердце окружено околосердечной сумкой (перикард). В перикарде находится жидкость, которая уменьшает трение между стенкой сердца и окружающими тканями при его сокращениях.
Стенка сердца состоит из трех слоев: эпикард (он же — внутренний слой околосердечной сумки) — наружная соединительнотканная оболочка, покрыта однослойным эпителием; миокард (сердечная мышца) — средняя мышечная оболочка; эндокард — внутренняя эпителиальная оболочка; образует клапанный аппарат сердца.
Стенки сердца состоят из сердечных поперечно-полосатых мышечных волокон ( миокарда ), соединительной ткани и мельчайших кровеносных сосудов. Каждое мышечное волокно содержит множество крупных митохондрий. Мышечные волокна разветвляются и соединяются между собой концами, образуя сложную сеть, заключенную в общую саркоплазматическую мембрану. Это обеспечивает быстрое распространение волн сокращения по волокнам, так что каждая камера сокращается как одно целое. В сердце различают два типа волокон: мышечные волокна рабочего миокарда предсердий и желудочков (основная масса сердца). Функция: обеспечение нагнетания крови. мышечные волокна водителя ритма ( пейсмекера ) и проводящей системы сердца. Функция: генерация возбуждения и проведение его к клеткам рабочего миокарда.
Сердце человека четырехкамерное. Оно разделено сплошной продольной перегородкой на левую (артериальную) и правую (венозную) половины. Каждая половина, в свою очередь, подразделяется на две камеры — предсердие и желудочек. Стенки предсердий относительно тонкие, а желудочков — толстые.
В правое предсердие впадают нижняя и верхняя полые вены, приносящие венозную кровь. В левое предсердие впадают четыре легочные вены, приносящие артериальную (богатую кислородом) кровь. От правого желудочка отходит легочная артерия, несущая венозную кровь в легкие для обогащения кислородом. От левого желудочка отходит дуга аорты: по аорте артериальная кровь идет ко всем органам человека, в том числе в коронарные артерии сердца.
В перегородке между предсердиями и желудочками есть отверстия, снабженные створчатыми клапанами. В левой половине сердца располагается двустворчатый клапан (митральный), в правой — трехстворчатый. Клапаны открываются только в сторону желудочков и поэтому пропускают кровь только в одном направлении: из предсердий в желудочки.
К физиологическим свойствам сердечной мышцы относятся возбудимость, сократимость, проводимость и автоматия. Работа сердца слагается из ритмично сменяемых друг друга сердечных циклов — периодов, охватывающих одно сокращение и последующее расслабление сердца. Сокращение сердечной мышцы называется систолой, расслабление — диастолой. В сердце кровь поступает по венам в предсердия. Далее следует систола (сокращение) предсердий, створчатые клапаны открываются, и кровь поступает в желудочки. Таким образом, предсердия являются как бы вспомогательными насосами, способствующими заполнению желудочков. Во время систолы (сокращения) желудочков, полулунные клапаны открываются, и кровь выбрасывается из желудочков в артерии.
Во время сердечной диастолы (расслабления) полулунные клапаны закрываются, препятствуя забрасыванию крови из артерий обратно в желудочки. При частоте сокращений сердца 75 раз в минуту продолжительность сердечного цикла составляет 0,8 с. В цикле выделяют три фазы: сокращение (систола) предсердий — 0,1 с; сокращение (систола) желудочков — 0,3 с; общее расслабление (пауза = диастола) предсердий и желудочков — 0,4 с.
Схема кровообращения человека характеризуется следующими чертами: 1. У человека имеется 2 круга кровообращения (это значит, что кровь, проходи по всему телу дважды попадает в сердце) это значит, что кровь обогатясь кислородом в легких снова возвращается в сердце и снова выталкивается к остальным органам. 2. Кровоснабжение органов осуществляется не последовательно, а параллельно.
3. От кишечника к печени ведет воротная вена (воротными называют вены, связывающие два органа, ни один из которых не является сердцем).
малый круг кровообращения Малый круг кровообращения начинается в правом желудочке. Сосуды малого круга кровообращения состоят из системы легочной артерии и системы легочных вен.
